房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制策略探析

邢 棟

（中機十院國際工程有限公司，北京 100020）

1 現(xiàn)澆混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 材料原因

混凝土是建筑行業(yè)中的關(guān)鍵材料，主要由水泥、砂、石子和水組成，各成分的質(zhì)量和比例對混凝土的性能和質(zhì)量至關(guān)重要。水泥作為主要膠結(jié)材料，其質(zhì)量對混凝土的強度和耐久性影響重大。不同品種的水泥有不同的性能和適用范圍，選擇時需根據(jù)工程特點和設(shè)計要求，同時要注意儲存和運輸條件。砂石作為骨料，其質(zhì)量對混凝土的強度和穩(wěn)定性有重要作用，要選擇質(zhì)量滿足規(guī)范要求的，同時控制含泥量和含水量。水質(zhì)對混凝土的強度、工作性和耐久性有很大影響，要確保使用合格的水，并對水質(zhì)進行定期檢測[1]。此外，混凝土中還可能添加外加劑以改善性能，選擇時要確保其質(zhì)量合格且與其他材料相容。在施工過程中，要合理設(shè)計配合比，注意施工工藝，包括攪拌時間、速度、澆筑速度和養(yǎng)護條件等，以保證混凝土的性能和質(zhì)量。

1.2 混凝土配比設(shè)計原因

混凝土廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，其性能與配比密切相關(guān)。配比設(shè)計的合理性對于保證混凝土的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。不合理的配比，如水泥用量過多、水灰比過大等，會導(dǎo)致混凝土收縮較大，進而產(chǎn)生裂縫。因此，在設(shè)計混凝土配合比時，應(yīng)根據(jù)工程特點和設(shè)計要求，合理確定水泥用量和水灰比。骨料類型和粒徑分布也對混凝土的強度和耐久性有重要影響。在設(shè)計混凝土配合比時，應(yīng)根據(jù)工程特點和設(shè)計要求，選擇合適的骨料類型和粒徑分布。同時，還要考慮混凝土的施工工藝和養(yǎng)護條件，以保證混凝土的性能和質(zhì)量。實際工程中，為了保證混凝土的性能和質(zhì)量，需要進行混凝土配合比設(shè)計，并綜合考慮水泥用量、水灰比、骨料類型和粒徑分布等因素，以滿足混凝土的強度、耐久性和防水性等性能要求。同時，還要進行混凝土配合比試驗，以驗證配合比設(shè)計的合理性。

1.3 施工工藝原因

混凝土施工工藝對其性能和質(zhì)量具有很大影響。在施工過程中，如果控制不當，可能會導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量不穩(wěn)定，從而為裂縫的產(chǎn)生埋下隱患。影響混凝土質(zhì)量的施工工藝因素有：一是攪拌時間不足，攪拌是混凝土制備過程中的重要環(huán)節(jié)，攪拌時間不足會導(dǎo)致混凝土的強度和均勻性受到影響。如果攪拌時間不足，混凝土中的水泥顆粒和水不能充分結(jié)合，這將導(dǎo)致混凝土的強度降低，進而影響其耐久性和抗裂性能。二是攪拌不均勻，攪拌不均勻會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不均勻，進而影響其性能和質(zhì)量[2]。在攪拌過程中，如果攪拌速度過慢或攪拌時間不足，混凝土中的水泥、砂、石子和水不能充分混合，這將導(dǎo)致混凝土的強度降低，從而增加裂縫產(chǎn)生的風險。三是澆筑過程中振動不充分，在混凝土澆筑過程中，振動是非常重要的一環(huán)。充分的振動可以使混凝土中的氣泡逸出，提高混凝土的密實性，從而提高其強度和耐久性。如果振動不充分，混凝土內(nèi)部的氣泡無法完全逸出，導(dǎo)致混凝土的密實性不足，從而降低其強度和抗裂性能。四是澆筑速度過快，在混凝土澆筑過程中，如果速度過快，可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不均勻，從而影響其性能和質(zhì)量。同時，過快的澆筑速度還可能導(dǎo)致混凝土表面的抹平不均勻，影響混凝土的外觀質(zhì)量。五是養(yǎng)護條件不當，養(yǎng)護是保證混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。混凝土在養(yǎng)護過程中，需要保持適宜的溫度和濕度。如果養(yǎng)護條件不當，如溫度過高、濕度不足等，都可能導(dǎo)致混凝土的強度降低，從而影響其性能和質(zhì)量。六是施工縫處理不當，在混凝土施工過程中，需要設(shè)置施工縫以減少裂縫的產(chǎn)生。如果施工縫設(shè)置不當，如間距過大、寬度不足等，都可能導(dǎo)致混凝土的收縮過大，從而產(chǎn)生裂縫。

1.4 養(yǎng)護原因

養(yǎng)護是確保混凝土質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對混凝土的強度發(fā)展、耐久性和抗裂性能具有重要影響。在養(yǎng)護過程中，如果控制不當，可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)過快，從而引發(fā)裂縫，影響混凝土的性能和質(zhì)量。而在養(yǎng)護過程中可能導(dǎo)致混凝土裂縫的原因有以下幾點。（1）養(yǎng)護時間不足，混凝土在養(yǎng)護過程中，需要一定的時間進行水化反應(yīng)，以提高其強度和耐久性。如果養(yǎng)護時間不足，水化反應(yīng)將不能充分進行，導(dǎo)致混凝土的強度和耐久性降低。同時，養(yǎng)護時間不足還會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)過快，使混凝土表面出現(xiàn)干縮裂縫。（2）濕度不夠，濕度是影響混凝土養(yǎng)護效果的重要因素。如果養(yǎng)護環(huán)境的濕度較低，混凝土內(nèi)部的水分將迅速蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土的收縮增大，從而產(chǎn)生裂縫。因此，在養(yǎng)護過程中，要保持養(yǎng)護環(huán)境的濕度，以保證混凝土充分吸收水分，促進水化反應(yīng)的進行。（3）溫度變化過大，溫度對混凝土養(yǎng)護過程也有很大影響。如果養(yǎng)護過程中溫度變化過大，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)外部溫差增大，從而使混凝土產(chǎn)生熱應(yīng)力，進一步發(fā)展成裂縫。因此，在養(yǎng)護過程中，要保持養(yǎng)護環(huán)境的溫度穩(wěn)定，避免溫度波動過大。（4）通風不良，養(yǎng)護過程中，混凝土需要進行水化反應(yīng)，產(chǎn)生水分。如果養(yǎng)護環(huán)境通風不良，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水分無法及時排出，從而使混凝土的收縮增大，引發(fā)裂縫。因此，在養(yǎng)護過程中，要保持養(yǎng)護環(huán)境的良好通風，以保證混凝土內(nèi)部水分的順利排出。（5）過早拆模和荷載施加，在養(yǎng)護過程中，如果過早拆除模板和施加荷載，會導(dǎo)致混凝土的收縮和變形受到限制，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，發(fā)展成裂縫。因此，在養(yǎng)護過程中，要按照規(guī)范要求進行拆模和荷載施加，以保證混凝土的養(yǎng)護效果。

2 現(xiàn)澆混凝土裂縫控制策略

2.1 合理選擇材料

混凝土的質(zhì)量與所選用的原材料密切相關(guān)，因此，為了保證混凝土的質(zhì)量，需要選擇質(zhì)量合格的材料。材料包括水泥、砂、石子等。在選擇這些材料時，需要考慮它們的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，以確保它們滿足混凝土的性能要求。水泥，應(yīng)該選擇低熱或中熱水泥。低熱或中熱水泥在水化過程中產(chǎn)生的熱量較少，能夠降低混凝土的內(nèi)部溫度，減少由于溫度梯度引起的應(yīng)力，從而降低裂縫的產(chǎn)生。此外，低熱或中熱水泥還能夠提高混凝土的耐久性，延長其使用壽命。其次，砂石的選擇，應(yīng)該選擇級配良好、含泥量低的骨料。級配良好的骨料能夠提高混凝土的強度和耐久性，而含泥量低的骨料則能夠降低混凝土的收縮，減少裂縫的產(chǎn)生。此外，含泥量低的骨料還能夠提高混凝土的抗?jié)B透性能，防止水分侵入混凝土內(nèi)部，從而降低混凝土的碳化和堿骨料反應(yīng)。同時，為了保證混凝土的質(zhì)量，還需要對原材料進行嚴格的驗收。在原材料進入施工現(xiàn)場之前，需要對其進行取樣檢測，檢測其物理、化學(xué)和力學(xué)性能，確保其質(zhì)量合格。對于不合格的原材料，應(yīng)堅決禁止其在工程中使用，以保證混凝土的質(zhì)量。在原材料進入施工現(xiàn)場之后，還需要對其進行嚴格的儲存和管理。對于水泥，應(yīng)該將其儲存在干燥、通風的地方，防止其受潮；對于砂石，應(yīng)該將其堆放在平整、排水良好的地方，防止其含水量過高。在混凝土的配制過程中，還需要根據(jù)工程的特點和要求，合理地設(shè)計混凝土的配合比，以滿足混凝土的性能要求。在設(shè)計配合比時，需要考慮水泥用量、水灰比、骨料類型和粒徑分布等因素，以保證混凝土的強度、耐久性和防水性。

2.2 對于地下室外墻部分若用高標號混凝土容易產(chǎn)生裂縫的分析與處理方法

地下室外墻部分若使用高標號混凝土，容易產(chǎn)生裂縫。針對這一問題：首先，分析裂縫產(chǎn)生的原因。地下室外墻混凝土裂縫主要分為豎向和水平裂縫。豎向裂縫通常是由于混凝土的收縮和溫差引起的。混凝土在硬化過程中，由于水泥水化反應(yīng)和外部環(huán)境的影響，會產(chǎn)生收縮。當收縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。此外，混凝土的溫度應(yīng)力和溫差也會引起裂縫，升溫時會產(chǎn)生壓應(yīng)力，而降溫時會產(chǎn)生拉應(yīng)力。水平裂縫則主要是由于混凝土的長期荷載和地基不均勻沉降引起的[3]。其次，針對裂縫產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)的處理措施。對于豎向裂縫，可以采用以下方法進行處理：一是改善混凝土的配合比，提高混凝土的抗拉強度。可以通過添加纖維束、鋼纖維等材料，提高混凝土的抗拉強度和抗裂性能。二是控制混凝土的收縮。在混凝土生產(chǎn)過程中，可以采用低收縮混凝土，降低水泥用量，添加礦渣粉、粉煤灰等摻合料，以減少混凝土的收縮。而水平裂縫，可以采用以下方法進行處理：一是加強地基處理，提高地基承載力。可以通過加固地基、采用深基礎(chǔ)等方式，提高地基的承載力，減小不均勻沉降。二是優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計。可以通過調(diào)整混凝土的截面尺寸、加強配筋、采用連續(xù)梁等結(jié)構(gòu)形式，提高結(jié)構(gòu)的整體性和抗裂性能。三是合理安排施工工藝。可以采用分層施工、后期維護等措施，減小混凝土的應(yīng)力集中，提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

2.3 不斷創(chuàng)新施工工藝

在混凝土施工過程中，要想確保混凝土的質(zhì)量和性能：一是要保證混凝土的攪拌時間充足、攪拌均勻：混凝土的攪拌是保證其性能穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在攪拌過程中，應(yīng)控制好攪拌時間，確保混凝土充分攪拌，避免攪拌不均勻?qū)е禄炷列阅懿环€(wěn)定。同時，還應(yīng)注意攪拌速度的控制，防止過快的攪拌速度導(dǎo)致混凝土的性能受損。二是進行充分的振動：在混凝土澆筑過程中，充分的振動是確保混凝土密實的重要手段。通過振動，可以使混凝土中的氣泡排出，減少混凝土內(nèi)部的孔隙，提高其密實性和抗壓強度。在振動過程中，應(yīng)注意振動頻率和振動幅度的控制，避免振動不足或過度振動導(dǎo)致混凝土性能受損。三是防止過早在現(xiàn)澆板上進行有影響的活動：在混凝土澆筑完成后，應(yīng)給混凝土一定的時間進行硬化和養(yǎng)護。在此期間，應(yīng)盡量避免在現(xiàn)澆板上進行有影響的活動，如過早放置重物、過早施工等，以免影響混凝土的強度發(fā)展。四是采取防護措施應(yīng)對天氣變化：混凝土施工過程中，天氣變化對混凝土的性能和質(zhì)量有很大影響[4]。在遇到雨、雪、風等惡劣天氣時，應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施，如遮蓋、防風、防雨等，以保證混凝土施工的正常進行。五是注重混凝土的養(yǎng)護工作：混凝土養(yǎng)護是確保混凝土性能和質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在養(yǎng)護過程中，應(yīng)注意保持養(yǎng)護環(huán)境的濕度和溫度適中，避免混凝土內(nèi)部水分過快蒸發(fā)，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。同時，還應(yīng)注意避免養(yǎng)護過程中混凝土受到外力損傷，影響其性能和質(zhì)量。

2.4 加強對混凝土養(yǎng)護的重視

混凝土澆筑完成后，養(yǎng)護是確保其性能和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。正確的養(yǎng)護方法可以促進混凝土的水化反應(yīng)，提高其強度和耐久性，防止裂縫的產(chǎn)生。在不同的混凝土結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件，其養(yǎng)護時間會有所不同。一般情況下，養(yǎng)護時間應(yīng)遵循混凝土施工規(guī)范和設(shè)計要求。對于早期強度較高的混凝土，養(yǎng)護時間通常為14～28 天；對于常規(guī)強度的混凝土，養(yǎng)護時間通常為28～90 天。其次，應(yīng)保持混凝土的濕度，以促進水泥水化反應(yīng)。通常可以通過噴水、濕布覆蓋、設(shè)置保濕劑等方法來保持混凝土濕度。需要注意的是，保持濕度時應(yīng)避免水分過多，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)水泡或毛細孔，影響其密實性和抗壓強度。此外，在混凝土在養(yǎng)護過程中，表面溫度的控制十分重要。過高或過低的表面溫度都會影響混凝土的強度發(fā)展。一般情況下，混凝土表面溫度應(yīng)控制5～30 攝氏度之間[5]。在夏季高溫時期，可以采取遮陽、噴水等措施降低表面溫度；在冬季低溫時期，可以采取保溫措施提高表面溫度。另外，在養(yǎng)護過程中，應(yīng)定期檢查混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量，確保其符合要求。檢查內(nèi)容包括混凝土的濕度、表面溫度、裂縫情況等。對于養(yǎng)護質(zhì)量不合格的部分，應(yīng)及時采取措施進行整改。最后，還應(yīng)注意環(huán)境因素對混凝土的影響。避免在養(yǎng)護期間遭受雨水、風沙等惡劣天氣的侵蝕，影響混凝土的質(zhì)量。同時，在養(yǎng)護期間，還應(yīng)注意避免振動和沖擊，防止對混凝土造成損傷。

3 結(jié)論

綜上所述，本文針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中現(xiàn)澆混凝土裂縫的問題，從材料選擇、混凝土配比設(shè)計、施工工藝和養(yǎng)護等方面提出了相應(yīng)的控制策略。在實際工程中，要根據(jù)具體情況，綜合運用這些策略，有效地控制現(xiàn)澆混凝土裂縫，提高建筑質(zhì)量與安全。